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Patent Searching and Data


Title:
SPACER FOR CIRCUIT BOARDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/171162
Kind Code:
A1
Abstract:
A spacer for circuit boards (1) for spacing and/or connecting one or more circuit boards (3, 4) relative to a base element or another circuit board (3, 4) having a thickness D at a defined distance A from each other, a form-closed or a combined form-closed and force-closed connection between the circuit board (3, 4) and a spacing piece (2), which makes it possible to install the circuit boards (3, 4) at the distance A by means of steps (5, 6), being created by installing an expanding mandrel (11, 12) in an installation shaft (20) of the spacing piece (2), is characterized in that the expanding mandrel (11, 12) is connected to the spacing piece (2) in a bonded manner before the installation.

Inventors:
LANGE STEPHAN (DE)
REINKE ROBIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/059820
Publication Date:
November 21, 2013
Filing Date:
May 13, 2013
Export Citation:
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Assignee:
WEIDMUELLER INTERFACE (DE)
International Classes:
H05K7/14; F16B5/06; F16B19/10
Foreign References:
EP0185394A21986-06-25
DE2161240B11973-05-30
DE2543690B11977-01-13
US4571134A1986-02-18
US20050220561A12005-10-06
US4784550A1988-11-15
DE69101475T21994-11-10
DE3246242A11983-07-21
Attorney, Agent or Firm:
SPECHT, Peter et al. (DE)
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Claims:
Ansprüche

Abstandshalter für Leiterplatten (1 ) zum Beabstanden und / oder Verbinden von einer oder mehrerer Leiterplatten (3, 4) relativ zu einem Grundelement oder einer anderen Leiterplatte (3, 4) mit einer Dicke D in einem definierten Abstand A zueinander, wobei eine form- oder eine kombinierte form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen Leiterplatte (3, 4) und einem Distanzstück (2), das über Absätze (5, 6) die Montage der Leiterplatten (3, 4) im Abstand A ermöglicht, durch die Montage eines Spreizdorns (1 1 , 12) in einen Montageschacht (20) des Distanzstücks (2) geschaffen ist, gekennzeichnet durch eine Ausgestaltung derart, dass der Spreizdorn (1 1 , 12) vor der Montage mit dem Distanzstück (2) stoffschlüssig verbunden ist und dass der Abstandshalter mit dem stoffschlüssig mit ihm verbundenen Spreizdorn formschlüssig oder kraftschlüssig oder form- und kraftschlüssig an der Leiterplatte vormontierbar ist, bevor eine formschlüssige o- der kraftschlüssige oder form- und kraftschlüssige Sicherung des Abstandshalters an der Leiterplatte mit dem Spreizdorn (1 1 , 12) erfolgt.

Abstandshalter für Leiterplatten (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizdorn (1 1 , 12) einen Spreizdornkopf (19) aufweist, dessen größter messbarer Durchmesser kleiner ist als die Aufnahmebohrung der Leiterplatte (3, 4) oder gleich groß ist.

Abstandshalter für Leiterplatten (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizdorn (1 1 , 12) in seiner endgültigen Montageposition formschlüssig gesichert ist.

Abstandshalter für Leiterplatten (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung zwischen Spreizdorn (1 1 , 12) und Distanzstück (2) als Sollbruchstelle ausgebildet ist.

Abstandshalter für Leiterplatten (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Spreizdorn (1 1 , 12) und dem Distanzstück (2) durch Spritzgießen herstellt ist.

6. Abstandshalter für Leiterplatten (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Distanzstück (2) und der Aufnahmebohrung in der Leiterplatte (3, 4) geschaffen wird.

7. Abstandshalter für Leiterplatten (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen dem Distanzstück (2) und der Aufnahmebohrung in der Leiterplatte (3, 4) geschaffen wird.

8. Abstandshalter für Leiterplatten (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagerichtung des Abstandshalters für Leiterplatten (1 ) entgegengesetzt zur Montagerichtung des Spreizdornes (1 1 , 12) ist.

9. Abstandshalter für Leiterplatten (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Abstandshalter für Leiterplatten (1 ) mindestens eine oder mehrere Leiterplatten (3, 4) verbunden sind. 10. Abstandshalter für Leiterplatten (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Abstandshalter für Leiterplatten (1 ) Leiterplatten (3, 4) in einem definierten Abstand A verbunden und gehalten werden.

1 1 . Abstandshalter für Leiterplatten (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche o- der nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Abstandshalter für Leiterplatten (1 ) Leiterplatten (3, 4) von unterschiedlicher Dicke D gehalten werden können, wobei die Dicke D auch durch das Übereinan- derschichten mehrere Leiterplatten bestimmt ist, wenn mehrere Leiterplatten vorhanden sind.

12. Abstandshalter für Leiterplatten (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Montage des Spreizdornes (1 1 , 12) werkzeuglos möglich ist.

13. Anordnung aus einer oder mehreren Leiterplatten (3, 4) mit wenigstens einem oder mehreren Abstandshaltern für Leiterplatten (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche. 14. Verfahren zum Herstellen einer Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass

a) zunächst der Abstandshalter auf eine Leiterplatte (3, 4) aufgesetzt wird, wobei eine formschlüssige oder kraftschlüssige oder form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Abstandshalter für Leiterplatten (1 ) und der Leiterplatte (3, 4) hergestellt wird, und dass dann

b) eine Sicherung durch Durchtrennen der Verbindung zwischen dem Abstandshalter und dem Spreizdorn und durch darauffolgendes Bewegen des Spreizdor- nes (1 1 , 12) in seine Endmontagestellung erfolgt, in welcher er den Abstandshalter aufspreizt.

Description:
Abstandshalter für Leiterplatten

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abstandshalter für Leiterplatten zum Beabstanden und / oder Verbinden von einer oder mehrerer Leiterplatten relativ zu einem Grundelement oder einer anderen Leiterplatte mit einer Dicke D in einem definierten Abstand A zueinander, wobei eine form- oder eine kombinierte form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen Leiterplatte und einem Distanzstück, das über Ab- sätze die Montage der Leiterplatten im Abstand A ermöglicht, durch die Montage eines Spreizdorns in einen Montageschacht des Distanzstücks geschaffen ist.

Derartige Abstandshalter sind aus dem Stand der Technik bekannt. So sind beispielsweise aus der DE 691 01 475 T2 Lösungen bekannt, bei dem die Abstandshalter mehrteilig aufgebaut sind und z.B. nach dem Aufrasten der Leiterplatten auf den Abstandshalter durch Verschrauben eines Spreizdornes eine feste Verbindung zwischen Leiterplatte und Abstandshalter geschaffen wird, wobei der Spreizdorn auch die Schraube selbst sein kann.

Diese Lösungen nach dem Stand der Technik weisen die Nachteile eines komplizierten Aufbaus und einer umständlichen Montage auf.

Aus der DE 32 46 242 A1 ist zwar ein Abstandshalter bekannt, bei dem der

Spreizdorn einstückig mit dem Distanzstück ausgebildet ist, wobei diese Verbindung vor der Montage bzw. bei dieser durchbrochen wird. Die Handhabung des

Spreizdornes und dessen Sitz bei der Montage sind aber immer noch nicht besonders vorteilhaft. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Abstandshalter für Leiterplatten zu schaffen, der die vorgenannten Nachteile vermeidet.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1 . Durch die Vormontageposition wird der Montagevorgang deutlich vereinfacht. Besonders vorteilhaft ist dabei die einfach zu realisierende formschlüssige Vormontageposition. Die Dicke der Leiterplatte ist D. Sie kann zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert liegen.

Durch die Erfindung entfällt einerseits das separate Zuführen der zur Montage des Abstandshalter bzw. der Leiterplatten erforderlichen Einzelteile, da das einzige zu montierende Teil -nämlich der Spreizdorn- bereits vor der Montage einstückig mit dem Distanzstück verbunden ist.

Besonders einfach und vorteilhaft kann eine solche stoffschlüssige Verbindung durch Kunststoffspritzgießen hergestellt werden. Insbesondere erleichtert dieses Ferti- gungsverfahren die Ausführung der stoffschlüssigen Verbindung zwischen

Spreizdorn und Distanzstück nach dem Prinzip einer Sollbruchstelle.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil einer Variante eines vorteilhaften Abstandshalter für Leiterplatten liegt in der zusätzlichen, formschlüssigen Sicherung des Spreizdorns bereits vor Erreichen der endgültigen Montageposition und dann später auch in seiner endgültigen Montageposition, so dass die geschaffene Verbindung zwischen Distanzstück und Leiterplatte gegen Lösen gesichert ist.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu ent- nehmen.

Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Abstandshalters für Leiterplatten sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 : eine Schnittdarstellung einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Abstandshalters für Leiterplatten, mit dem eine oder mehrere Leiterplatten mit einem definierten Abstand gehalten und verbunden werden können, wobei in diesem Beispiel zwei Leiterplatten beabstandet verbunden sind;

Figur 2: eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Abstandshalters für Leiterplatten, mit dem eine Leiterplatten mit einem definierten Abstand gehalten und verbunden werden kann, wobei der erfindungsgemäße Abstandshalter für Leiterplatten unmontiert ist;

Figur 3: eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Abstandshalter für

Leiterplatten nach Figur 2, auf den eine Leiterplatte gesetzt wurde, bzw. der in eine Leiterplatte eingesetzt wurde;

Figur 4: eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Abstandshalter für

Leiterplatten nach Figur 2 im montierten Zustand;

Figur 5: eine im Schnitt dargestellte Ausschnittsvergrößerung eines erfindungsgemäßen Abstandshalters für Leiterplatten, in der insbesondere der Spreizdornkopfabschnitt, die inneren und äußeren Rastnasen sowie die Keilelemente dargestellt sind, wobei eine relativ dicke Leiterplatte vom Abstandshalter für Leiterplatten gehalten wird;

Figur 6: eine im Schnitt dargestellte Ausschnittsvergrößerung eines erfindungsgemäßen Abstandshalters für Leiterplatten, in der insbesondere der Spreizdornkopfabschnitt, die inneren und äußeren Rastnasen sowie die Keilelemente dargestellt sind, wobei eine relativ dünne Leiterplatte vom Abstandshalter für Leiterplatten gehalten wird;

Figur 7 eine räumliche Ausschnittsvergrößerung eines erfindungsgemäßen Abstandshalter für Leiterplatten, insbesondere des äußeren Spreizdornabschnitts und des Aufnahmedoms für Leiterplattenbohrungen mit äußeren Rastnasen; und

Figur 8 eine räumliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Abstandshalter für Leiterplatten, bei dem die Leiterplatten teilweise weggeschnitten sind.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Abstandshalters für Leiterplatten 1 im montierten Zustand. Der Abstandshalter für Leiterplatten 1 weist ein Distanzstück 2 auf, das den gewünschten Abstand A der Leiterplatten 3, 4 zuei- nander durch zwei in das Distanzstück 2 eingearbeitete Absätze 5, 6 definiert. Die Leiterplatten 3, 4 liegen also an den beiden Absätzen 5, 6 an.

Die formschlüssige Fixierung der Leiterplatten 3, 4 erfolgt jeweils durch Aufnahme- dorne 7, 8, die jeweils wenigstens eine äußere Rastnasen 9, 10 aufweisen. Die Aufnahmedome 7, 8 werden jeweils durch Eindrücken von Spreizdornen 1 1 , 12 in das Distanzstück 2 aufgedehnt, so dass sich die äußeren Rastnasen 9, 10 über den Bohrungsrand hinweg nach außen legen und so eine formschlüssige oder kombiniert kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen den zu verbindenden Leiterplatten 3, 4 und dem Distanzstück 2 bilden. Die Spreizdorne 1 1 , 12 werden nach dem Eindrücken in das Distanzstück 2 durch das Zusammenspiel einer entsprechenden Geometrie des Spreizdornschafts 13, die als Wulst 14 ausgebildet ist und der inneren Rastnasen 15, 16 der Aufnahmedome 7, 8 formschlüssig im Distanzstück 2 durch die durch die inneren Rastnasen 15, 16 und dem Wulst 14 gebildete Schnappverbindung vorzugsweise formschlüssig fixiert. Durch die innere Schnappverbindung wird die vorzugsweise form- bzw. kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen den zu verbindenden Leiterplatten 3, 4 und dem Distanzstück 2, die durch die äußeren Rastnasen 9, 10 und der Bohrungen in den Leiterplatten 3, 4 gebildet wird, gegen Lösen gesichert. Vorzugsweise ist auch eine reibschlüssige Verbindung möglich, be- vorzugt wird jedoch eine formschlüssige Verbindung oder eine kombiniert form- und kraftschlüssige Verbindung.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Abstandshalter für Leiterplatten 1 im unmontierten Zustand. Im unmontierten Zustand ist der Spreizdorn 1 1 , 12 stoffschlüssig über mindestens eine Haltezunge 17, 18, die jeweils eine Sollbruchstelle darstellt, mit dem Distanzstück 2 bzw. mit dem Aufnahmedom 7, 8 verbunden, so dass sich ein zunächst einstückiger Abstandshalter für Leiterplatten 1 ergibt. Der Spreizdornkopf 19 ist so ausgebildet, das er einen kleineren Durchmesser aufweist als die Aufnahmebohrung in der Leiterplatte 3, 4. Der Aufnahmedom 7, 8 ist geometrisch vorzugsweise so gestaltet, dass der größte messbare Abstand der äußeren Rastnasen 9, 10 höchstens mit der Dimension des Aufnahmebohrungsdurchmesser in der Leiterplatte 3, 4 identisch oder kleiner ist. Der Begriff „Aufnahmedom" ist nicht einschränkend, sondern bevorzugt allgemeiner zu verstehen. Insbesondere ist ein Aufnahmedom 7, 8 nicht zwingend als durchgehend zylindrisches Geometrieelement des Distanzstücks zu verstehen. Es sind auch Aufnahmedorne 7, 8 anderer Geometrie realisierbar, mit denen die Rastfunktion der Rastnasen 9, 10 bzw. 15, 16 realisierbar ist bzw. realisiert wird.

Darüber hinaus sind die äußeren Rastnasen 9, 10 Teil einer schnapphakenartigen Gestaltung des Aufnahmedoms 7, 8 so dass die äußeren Rastnasen 9, 10 bei der Montage des Abstandshalters für Leiterplatten 1 nach innen in Richtung des Monta- geschachts 20 des Spreizdorns 1 1 , 12 ausweichen, so dass eine zu verbindende Leiterplatte 3, 4 an den Absatz 5, 6 des Distanzstücks 2 anlegbar ist, wie Fig. 3 zeigt. Der Halsabschnitt 21 , 22, der sich zwischen Absatz 5, 6 und inneren Rastnasen 15, 16 bzw. äußeren Rastnasen 9, 10 erstreckt, ist so dimensioniert, dass der kleinste messbare Abstand zwischen den Halsabschnitten 21 , 22 kleiner oder gleich ist als der Aufnahmebohrungsdurchmesser in der Leiterplatte 3, 4.

Fig. 3 zeigt den Zustand nach dem erfolgten Anlegen der Leiterplatte 3, 4 bzw. der Montage des Abstandshalters für Leiterplatten 1 in die Aufnahmebohrung einer Leiterplatte 3, 4.

Die Montage eines vorteilhaften Abstandshalters für Leiterplatten 1 erfolgt, in dem zunächst der Abstandshalter auf einer Grundplatte oder einer Leiterplatte 3, 4 aufgesetzt wird, wobei eine formschlüssige oder kraftschlüssige oder form- und kraftschlüssige Sicherung des Abstandshalters an der Leiterplatte 1 realisiert wird.

Der Spreizdorn 1 1 , 12 ist in diesem Zustand vorzugsweise noch mit dem Abstandshalter einstückig verbunden. Diese„Vormontagestellung" sichert den Abstandshalter bereits nach Art einer Vormontage an der Leiterplatte, was die Handhabung vereinfacht.

Die vorzugsweise ergänzende formschlüssige Sicherung des Abstandshalters an der Leiterplatte erfolgt sodann nach einem Durchtrennen der stoffschlüssigen Verbindung durch Montage eines Spreizdornes 1 1 , 12, wobei die Montagerichtung - vorzugsweise eine Verschieberichtung - des Spreizdornes vorteilhaft vorzugsweise ent- gegengesetzt zur Montagerichtung des Abstandshalters für Leiterplatten 1 ist. Dies ist in Hinsicht auf die Montage vorteilhaft, da die Leiterplatte nicht in einer Richtung weggeschoben werden kann. Fig. 4 zeigt den Zustand nach der Montage des Spreizdornes. An den Absatz 5, 6 des Distanzstücks 2 wird die form- bzw. form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen Distanzstück 2 und Leiterplatte 3, 4 gesichert, in dem durch das Aufbringen einer entsprechenden Druckkraft F auf den Spreizdornkopf 19 die mindestens eine Haltezunge 17, 18 durchtrennt wird und der Spreizdorn 1 1 , 12 in den Montage- Schacht 20 getrieben wird, was vorzugsweise ohne zusätzliches Werkzeug möglich ist. Das montageschachtseitige Teil der Haltezunge 17, 18 wird dabei mit einem Geometrieelement 24 am Spreizdornschaft 13 in Kontakt gebracht, was den Sitz des Spreizdorns 1 1 , 12 im Montageschacht 20 zusätzlich gegen Lösen sichert.

Fig. 5 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung eines erfindungsgemäßen Abstandshalter für Leiterplatten 1 , bei der die Fixierung der Leiterplatten 3, 4 am Absatz 5, 6 des Distanzstücks 2 durch eine Kombination aus Kraft- und Formschluss erfolgt. Durch die Kombination aus Kraft- und Formschluss ist es möglich, auch unterschiedlich dicke oder mehrere aneinander liegende Leiterplatten sicher zu verbinden.

Dies wird insbesondere durch Keilelemente 23 erreicht. Wesentliches Merkmal der Keilelemente 23 ist die kontinuierliche Vergrößerung des wirksamen Durchmessers des Aufnahmedoms 7, 8 entgegen der Einpressrichtung des Spreizdornes 1 1 , 12. Dabei kann ein vorteilhaftes Keilelement 23 z.B. mit einer ebenen Keilfläche ausgeführt sein, so dass sich im Zusammenspiel von Keilelement 23 mit der Aufnahmebohrung in der Leiterplatte 3, 4 eine Linienberührung ergibt.

Alternativ ist das Keilelement 23 in Form einer satteldachartigen Geometrie ausgeführt, wobei das gedachte Satteldach einen schräg verlaufenden First aufweist, so dass sich im Zusammenspiel von Keilelement 23 mit der Aufnahmebohrung in der Leiterplatte 3, 4 zunächst eine Punktberührung ergibt, wenn die Keilelemente 23 an der Aufnahmebohrung in der Leiterplatte 3, 4 anschnäbeln. Diese Ausführung der Keilelemente 23 ist in Fig. 5 und 6 dargestellt. Die Keilelemente 23 erstrecken sich im Bereich des Halsabschnitts 21 , 22 des Aufnahmedoms 7, 8, also zwischen den inneren Rastnasen 15, 16 bzw. äußeren Rastnasen 9, 10 und dem Absatz 5, 6 des Distanzstücks 2 und erinnern in ihrer geometrischen Ausprägung insbesondere in der Ausführung mit satteldachförmiger Geometrie an Konsolen, die den Bereich des Aufnahmedoms 7, 8, in dem sich die Rastnasen 7, 8 bzw. 15, 16 befinden, gegen den Halsabschnitt 21 , 22 des Aufnahmedoms 7, 8 abstützen.

Die Keilelemente 23 legen sich unter Punkt- oder Linienberührung an die Innenseite der Aufnahmebohrung in der Leiterplatte 3, 4 an. Bei Leiterplatten 3, 4 mit entsprechender Dicke, wie in Fig. 5 bzw. 6 dargestellt, wird ein Teil der Keilelemente 23 durch die Einpresskraft des Spreizdornkopfes 19 weggearbeitet. Insbesondere wird bei der Ausführung mit satteldachförmiger Geometrie der First des Keilelements 23 teilweise weggearbeitet, so das je dicker die Leiterplatte ist, sich eine dominanter werdende Linienberührung zwischen Keilelement 23 und Innenseite der Aufnahmebohrung in der Leiterplatte 3, 4 ausbildet, da die Eintauchtiefe der Keilelemente 23 in die Aufnahmebohrung in der Leiterplatte 3, 4 mit zunehmender Dicke der Leiterplatte 3, 4 größer wird. Die unterschiedliche Eintauchtiefe der Keilelemente 23 bei unterschiedlich dicken Leiterplatten 3, 4 zeigen ebenfalls Fig. 5 und 6. Es wird so eine von der Dicke der Leiterplatten 3, 4 unabhängige, vorzugsweise kombiniert kraft- und formschlüssige bzw. formschlüssige Verbindung zwischen Aufnahmedom 7, 8 und Leiterplatte 3,4 geschaffen. Dadurch kann der Spreizdornschaft 13 unabhängig von der Dicke der zu verbindenden Leiterplatten 3, 4 geometrisch vorzugsweise gleich ausgeführt werden. Insbesondere die Position des Wulstes 14 am Spreizdornschaft 13 kann dadurch vorzugsweise unverändert bleiben.

Bezugszeichenliste

1 Abstandshalter für Leiterplatten

2 Distanzstück

3, 4 Leiterplatte

5, 6 Absatz

7, 8 Aufnahmedom

9, 1 0 Äu ßere Rastnase

1 1 , 1 2 Spreizdorn

13 Spreizdornschaft

14 Wulst

15, 1 6 Innere Rastnasen

17, 1 8 Haltezunge

19 Spreizdornkopf

20 Montageschacht

21 , 22 Halsabschnitt

23 Keilelement

24 Geometrieelement